摘  要

随着机器人技术的持续进步，机器人正在逐步替代传统行业中的人工操作。特别是在高危环境中，如高空电力作业，尽管机器人尚未广泛应用，人工作业依然面临着诸多挑战：劳动强度大、效率低下、安全风险高。鉴于此，开发一种能够安全高效执行高空作业的机器人变得尤为关键。

本研究聚焦于高风险作业机器人的结构与控制系统设计。在结构方面，本研究采纳模块化设计理念，详细设计了旋转、摆动及夹持三大功能模块。特别对圆柱齿轮、圆锥齿轮、涡轮与丝杆以及谐波减速器等关键部件进行了精确校核计算。外观设计上，采用仿生尺蠖结构，增强机器人在复杂环境中的适应性，并通过三维建模验证了设计的合理性。控制系统的设计以STC89C51微控制器为核心，结合L297与L298N电机驱动器驱动步进电机，实现精确控制。此外，通过蓝牙模块远程操控机器人，使其能够自主定位并在达到预定高度后执行特定任务。利用Proteus软件，本研究对控制系统进行了仿真分析，以验证其执行稳定性与可靠性。这项研究的进展为高风险作业领域的机器人应用提供了新的技术路径，展示了机器人技术在高危环境作业中的巨大潜力。

 

关键词：单片机；机器人技术；三维建模；谐波减速器

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